胰蛋白酶
胰蛋白酶(Trypsin)为内肽酶(endopeptidases),即其切割位点位于多肽链的内部,而不是在多肽末端的氨基酸处。
酶催化机制与其他丝氨酸蛋白酶类似。丝氨酸蛋白酶含有一个由组氨酸57(His-57)、天冬氨酸102(Asp-102)和丝氨酸195(Ser-195)组成的催化三联体(catalytic triad)。
这三个残基形成一个电荷中继系统(charge relay),使活性位点的丝氨酸具有亲核性。这是通过改变丝氨酸周围的静电环境实现的。胰蛋白酶(trypsin)所催化的酶促反应在热力学上是有利的,但需要较高的活化能(即“动力学不利”)。
此外,胰蛋白酶中由甘氨酸193(Gly-193)和丝氨酸195(Ser-195)的主链酰胺氢原子构成的负氧离子孔(oxyanion hole),可以稳定底物酰胺键断裂过程中羰基氧上形成的负电荷。
位于胰蛋白酶催化口袋(catalytic pocket)中(S1位点)的天冬氨酸189(Asp-189)负责吸引并稳定带正电荷的赖氨酸(lysine)和/或精氨酸(arginine),因此对胰蛋白酶的底物特异性(specificity)起决定性作用。这意味着胰蛋白酶主要在赖氨酸或精氨酸的羧基侧(即“C末端侧”)对蛋白质进行切割,但在这两个氨基酸之后接有C末端脯氨酸(proline)时通常不切割。不过,大规模质谱数据表明,即使有脯氨酸存在,也可能发生切割[J. Proteome Res. 2008, 7, 300]。
胰蛋白酶的最佳作用pH范围为7.5至8.5。可以将胰蛋白酶储存在pH 3条件下,以防止其发生自体水解(autolysis)。当pH恢复到8时,胰蛋白酶的活性会恢复。
胰蛋白酶的最佳作用温度约为37°C。胰蛋白酶应在-20°C至-80°C的低温下储存,以抑制自体水解。
其活性不受对甲苯磺酰苯丙氨酰氯甲基酮(tosyl phenylalanyl chloromethyl ketone, TPCK)的影响,TPCK会失活胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin)。这点很重要,因为在质谱等应用中,酶切的特异性非常关键。